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掺氨燃烧技术是指在传统化石燃料如煤、天然气、燃油中掺入一定比例氨气一同燃烧的技术。比如在燃煤发电中,将煤粉和氨气混合后进行燃烧,产生热能用于发电、供热等。氨不含碳元素,燃烧产物主要为氮气和水,不产生 CO₂,在传统燃料中掺氨燃烧能有效降低碳排放。掺氨燃烧是实现 “碳达峰、碳中和” 的重要技术路径。
政策层面,国家及各地区对于掺氨燃烧支持力度持续加大中。2024年7月,国家发展和改革委员会发布的《煤电低碳化转型实施计划(2024—2027年)》中,将掺氨燃烧列入煤电低碳化改造的重要技术路线之一,强调以绿色氨气作为燃煤机组的掺烧燃料,替代部分煤炭使用。经过改造升级,煤电机组应具备掺烧超过10%绿色氨气的能力。
随后9月,内蒙古自治区发改委公开向全国征集绿氨掺烧类项目。10月30日,国家发改委在《国家发展改革委等部门关于大力实施可再生能源替代行动的指导意见》中指出,因地制宜推进耦合生物质燃烧技术改造,鼓励发展大容量燃煤锅炉掺绿氨燃烧。12月,内蒙古发改委宣布正在积极推进煤电低碳化改造项目,其中包括6个绿氨掺烧项目。
企业层面,国家能源集团、皖能集团、东方锅炉、金隅集团、合肥综合性国家科学中心能源研究院、上海锅炉厂、中能建氢能源有限公司、国能南京电力试验研究有限公司、湖北省电力勘测设计有限公司、氨邦科技有限公司、天津奥利达环保设备有限公司等多企在掺氨燃烧领域积极探索。根据公开资料,以下企业已取得具体进展——
国家能源集团
2023年,国家能源集团“燃煤锅炉混氨燃烧技术”在国际上首次实现40兆瓦等级燃煤锅炉氨混燃比例为35%的中试验证。同年12月,国家能源集团在中国神华广东台山电厂600兆瓦燃煤发电机组上实施了高负荷发电工况下煤炭掺氨燃烧试验。试验主要采用氨煤预混燃烧技术,按照第一阶段试验计划,实现了500兆瓦、300兆瓦等多个负荷工况下燃煤锅炉掺氨燃烧平稳运行。据悉,该600兆瓦燃煤机组掺氨燃烧项目已入选国家能源局第三批能源领域首台(套)重大技术装备(项目)名单,并初步建立了一套稳定、清洁、高效的掺氨燃烧技术体系。
630兆瓦燃煤机组掺氨发电项目现场今年1月17日,国家能源局发布“2024年度能源行业十大科技创新成果”,来自国能粤电台山电厂“630兆瓦燃煤机组掺氨发电技术”成功入选。该技术实现了180兆瓦、300兆瓦、600兆瓦等多个负荷工况下燃煤锅炉10%、20%、30%掺氨燃烧平稳运行。以一台600兆瓦等级燃煤机组为例,按年运行小时4000小时、满负荷工况下10%掺氨比例计,每年可减少二氧化碳排放18.37万吨,降碳效果显著。
皖能集团
2023年4月,由合肥综合性国家科学中心能源研究院与皖能集团皖能铜陵发电有限公司联合研发的燃煤电厂大比例、长时间、高稳定性掺氨燃烧降碳技术(掺氨比达 10%-35%),在现役300MW火电机组试验取得成功。这意味着皖能集团实现了100-300MW并网功率下燃煤掺氨比例10-35%多种工况的锅炉安全平稳运行。
2024年11月,皖能铜陵发电有限公司发布绿氢绿氨研究制氢合成氨项目可行性研究采购公告。该项目按“光伏发电一电解水制氢一合成氨一氨运输一火电厂掺氨燃烧”的技术路径,对综合利用光伏绿电、规模为1x1000Nm3/h 中压碱水电解制氢系统及其运行辅助系统、结合规模为1000吨/年合成氨系统、最终实现绿氢绿氨自生产、掺烧的产业链进行可行性研究,形成绿氢绿氨研究制氢合成氨项目可行性研究报告,为下一步工作提供依据。
东方锅炉
2024年11月,东方锅炉协同清华大学、浙江大学、上海交通大学等高校开展技术攻关,首次天然气掺氨燃烧试验取得圆满成功。天然气掺氨燃烧是可再生零碳能源与传统利用方式高效结合的技术实现,是低碳发电和清洁供热等国计民生逐步去碳化的重要途径。而“5MW级掺氨天然气清洁燃烧技术及工业验证”课题,主要解决天然气高比例掺氨燃烧存在速率不匹配、NOx生成差异大、燃烧不稳定等关键技术瓶颈,实现共性关键技术突破,有利于我国能源结构转型。
金隅集团
2024年11 月,由金隅集团参与投资建设的跨兆瓦级氨煤智能混燃共性技术试验平台正式发布。该平台聚焦绿氨等零碳燃料配煤掺烧技术的探索,深入开展高灵活动态掺烧燃烧组织、燃料匹配技术及污染物协同控制等相关研究,为水泥行业低碳能源结构转型筑牢了技术根基。
合肥综合性国家科学中心能源研究院
2024年12月,由合肥综合性国家科学中心能源研究院研制的千吨级模块化柔性合成氨设备于安徽合肥开车成功。该设备当时已平稳运行数百个小时,产品氨全部运往火电厂进行掺氨燃烧。
该模块化柔性合成氨设备,具有模块化、标准化、智能化的设计,能够实现分布式项目现场的快速部署,大幅度减少施工与运行维护所需的成本;它还具有动态平衡的生产性能,能够与可再生能源大规模直接进行耦合,在较低负荷下运行,减少了绿氢的储存需求,进而降低了建设的成本。
标准层面,2024年12月,由中国检验检测学会综合标准工作组联合通标中恒标准化技术研究院共同组织的《燃煤机组掺烧绿氨发电技术规范》团体标准研讨会成功召开。在标准讨论环节,行业专家和参编单位代表围绕该标准的范围、规范性引用文件、术语和定义、燃料供给系统、大气污染物排放、安全防护等内容进行积极研讨,明确绿氨生产、储存、运输、掺烧以及燃煤机组适应性改造等关键环节的技术指标和安全要求,为煤电企业低碳化改造提供明确指导和依据。
2025年1月消息,由中国检验检测学会综合标准工作组联合通标中恒标准化技术研究院共同组织的《燃煤机组掺氨燃烧技术导则》《燃煤机组掺烧绿氨发电经济性评估指南》两项团体标准研讨会成功召开。合肥综合性国家科学中心能源研究院(安徽省能源实验室)、上海锅炉厂、中能建氢能源有限公司、国能南京电力试验研究有限公司、西安交通大学、湖北省电力勘测设计有限公司、华北电力大学、氨邦科技有限公司、武汉理工大学、天津奥利达环保设备有限公司、上海电力大学、通标中恒标准化技术研究院等多家单位代表及相关行业专家参加此次研讨会。
值得关注的是,2025年3月19日-20日,由势银(TrendBank)联合全球财富五百强高科技企业、可持续技术的领军企业霍尼韦尔主办的“2025势银绿色液体燃料产业大会暨绿氨、绿醇及绿色航煤市场与技术研讨会”,将在宁波湖畔凯悦尚萃酒店(浙江省宁波市镇海区同源路600号)召开。会上,势银(TrendBank)将重磅发布《势银绿色液体燃料产业发展蓝皮书(2025)》。
目前,国泰航空/中电工程/中石化宁波工程/ACME集团/中国石化镇海炼化/霍尼韦尔/吉利创新中心/麦芬隆/法国液化空气集团/宁夏氨氢产业联盟/必维/道兰环能/天荣科技/蓝昆氢能源/PAC/工大开元环保/中科液态阳光/蒙特气化(排名不分先后)等18家企业已确认参会并将发表精彩演讲。
(转自:势银能链)